Umgang mit elektrischer Energie im Alltag

Energie kann weder erzeugt noch vernichtet werden – Es gibt keinen„ Energieverbrauch“. Energie wird lediglich umgewandelt von einer Form in eine andere. Die R10a untersucht heute Haushaltsgeräte, die elektrische Energie umwandeln in Bewegung, Wärme, Licht und Schall. Insbesondere geht es um Energiemengen, die umgewandelt werden und natürlich auch bezahlt werden müssen. Die Schüler erkennen schnell, dass die Leistung eines elektrischen Gerätes und natürlich die Nutzungsdauer entscheidend für den „Energieverbrauch“ sind. Aber wie kann man die elektrische Leistung eines Haushaltsgerätes bestimmen? Oft ist sie auf einem Typenschild angegeben. Man kann aber auch den Strom messen und diesen mit der Spannung multiplizieren. So wurde hier vorgegangen:

Leistung = Spannung x Strom
P         =          U           x      I

Kennt man die Leistung eines Gerätes, so berechnet sich die Menge der umgewandelten Energie wie folgt:

Energie    =    Leistung    x     Zeit

E        =          P            x         t

Durchgeführte Messungen und Rechnungen:

1.
Glühlampe: I = 0,2 A  —->     P  =    230 V x  0,2 A  =  46 VA =  46 W   ,   wahrscheinlich 40 W.

Wieviel elektrische Energie wird in Wärme und Licht umgewandelt, wenn diese 40 W – Lampe 25 Stunden durchgehend betrieben wird?

Rechnung: E  =  P  x  t   =   40 W  x  25 h  =  1000  Wh  =  1 kWh

Kosten: 1 kWh kostet in Bad Arolsen 33,8 Cent.

Ergebnis: Das Betreiben der 40 W – Glühlampe für eine Dauer von 1 Tag und 1 Std. kostet ca. 33,8 Cent.

2.
Baustrahler: I  =  6 A   P  =  1.380 W   E in 24 h = 33.120 Wh  =  33,12 kWh    Kosten:  11,19 €.

3.
Aufladen eines Handys – geschätzte Dauer: 1 h —->  I  = 30 mA —>  P = 6,9 W  E  = 6,9 Wh

Kosten: 0,23 Cent = 0,0023 €, also 4 x Aufladen kostet etwa 1 Cent.

4.
Wasserkocher: I  =  10 A     P =   2300 W   = 2,3 kW – geschätzte Dauer: 3 min —> E = 0,115 kWh   

Kosten: 3,88 Cent bei Füllmenge 1 L.

Gesamtergebnisse der zwei Unterrichtsstunden und Tipps für den Alltag:

  • Geräte mit hoher Leistung möglichst vermeiden oder nur kurz betreiben
  • Energiesparen ist unbequem aber sinnvoll
  • Allgemeiner Grundsatz: Wärmeerzeugende Geräte haben grundsätzlich hohe Leistungen (Kochplatte, Heizofen, Fön, Bügeleisen, Wasserkocher, Waschmaschine, Wäschetrockner…)
  • Handy- Ladengerät „zapft“ Strom auch wenn das Gerät nicht angeschlossen ist
  • Vor jeder Strommessung muss man den Messbereich so wählen, dass das Messgerät nicht beschädigt wird

Die Schüler der R10 a haben durch Experimente und Rechnungen gelernt, dass verschiedene elektrische Geräte sich sehr in ihrer Leistung unterscheiden und damit auch sehr unterschiedliche Stromkosten verursachen. Wer Energie sparen will, muss dies wissen.

Energiesparen durch Upcycling

In Rahmen des Wettbewerbs Energiesparmeister 2026 lassen die Schülerinnen und Schüler der KBS nicht locker. Vor einem Jahr haben die Klasse, damals R9a, schon einmal an dem Wettbewerb teilgenommen und den ersten Platz (2.500 €) nur knapp verfehlt . Diesmal haben sie sich etwas Besonderes ausgedacht: Sie wollen zeigen, dass wenig gebrauchte Gegenstände in einer Welt mit begrenzten Ressourcen nicht immer in den Müll gehören. So bekommen scheinbar wertlose Dinge wieder einen Wert und Nutzen. Aus einem Stuhlbein wird ein Schlüsselanhänger, das schwere Zahnrad eines Schiffsgetriebes wird zum Briefbeschwerer, aus dem Material eines Förderbandes wird ein wunderschöner Brennholzkorb genäht. Die alte Konservendose dient nun als Blumenvase und wird mit einem selbst gemachten Band geschmückt. Die Spitzen wertloser Tannenbäume werden nicht geschreddert, aus ihnen entstehen stabile und originelle Holzquirle, schon jetzt für den nächsten Weihnachtsbasar verplant.
Die Herstellung von Gütern erfordert immer Energie. Diese geht fast vollständig in der Restmüllverbrennung verloren. Die Reparatur oder Wiederverwendung zu einem anderen Zweck verhindert diesen sinnlosen Energieverlust.

Es geht weiter.

KBS steigt wieder voll ein. Energiesparmeister 2026.

Wir gehen in die Verlängerung!!!

Ein Deutscher Bürger verbraucht jährlich etwa 120 GJ (34.000 kWh) obwohl er nur circa 3GJ zum Überleben benötigt. Ein primitiver Lebensstil mit einfacher Technik erfordert circa 6-10 GJ pro Person und Jahr. Ein sparsamer Lebensstil im modernen Alltag benötigt circa 30 GJ pro Person und Jahr.

Wir leben über unsere Verhältnisse und jeder von uns verbraucht 40 mal so viel, wie er zu reinen Überleben benötigt. Das ist der Preis für unsere Bequemlichkeit und Genusssucht.

Unsere Energieverschwendung betrifft fast alle Lebensbereiche. Besonders deutlich wird dies auf folgenden Sektoren:

  • Transport, Verkehr und Reisen
  • Ernährung
  • Produktion unnötiger Güter
  • Müll und Abwasser
  • Bauen und Wohnen

Unser Augenmerk richtet sich wie schon im letzten Jahr auf Transport, Verkehr und Reisen. Unsere Schülerinnen und Schüler verzichten auf motorisierten Transport und laufen oder fahren mit dem Fahrrad zur Schule.

Der Baum als Wunderwerk der Natur

Am 02.04.2025 fand der praktische Unterricht im Wald statt. Die Klasse R9a hatte sich zum Ziel gesetzt, im Fürstlichen Forst von Arolsen 500 Bäume zu pflanzen. Alle Schüler waren anwesend, diese Aktion wollte sich keiner entgehen lassen. Bei bestem Wetter und guter Laune ging die Arbeit flott von der Hand. Es hieß Löcher graben, junge Bäume setzten und Schutzgitter aufstellen. Das Forstamt hatte alles bestens vorbereitet. Es standen kleine Ahornbäume und Bergtannen sowie halbrunde Spezialspaten zur Verfügung. Vom Forstamt waren fünf Personen anwesend, die den Schülern den Platz zuwiesen und das nötige Material bereitstellten. Das zugewiesene Waldstück hatte vor einigen Jahren an der extremen Trockenheit gelitten, alle noch vorhandenen Bäume waren abgestorben. Diese frei gewordene Fläche galt es neu zu bepflanzen. Vor Beginn der Arbeit erläuterte der Forstwirt, Herr Rose, den Schülern die Bedeutung des Waldes für die Tierwelt, insbesondere für den Menschen.
Bäume sind exzellente Energiespeicher, sie verwandeln Wasser und CO2 in Zellulose und Sauerstoff. Ein einziger Baum kann bei günstiger Sonneneinstrahlung stündlich bis zu 1200 Liter Sauerstoff produzieren.
Außerdem ist er ein erstaunlicher Energiespeicher: Eine junge Eiche von ca. 50 Jahren und einer Gesamthöhe von 12 m hat bei einer Masse von 16 Tonnen in ihrem Holz ca. 64.000 kWh an Sonnenenergie gespeichert. Das entspricht dem durchschnittlichen jährlichen Elektroenegieverbrauch von 16 vierköpfigen Familien. Stirbt der Baum ab oder wird sein Holz verbrannt, so wird diese chemisch gespeicherte Energie wieder frei, der Kohlenstoff wird in Verbindung mit Sauerstoff in Form von CO2 wieder an die Umwelt abgegeben. Beim Vermodern oder Verbrennen des Holzes wird der Umwelt also die gleiche Menge an Sauerstoff entzogen, welche der Baum im Laufe seines Lebens einst produziert hat. Entsprechendes gilt umgekehrt für die CO2 Freisetzung.
Diese Aktion im Fürstlichen Forst von Arolsen war ein voller Erfolg und wird den Schülern ein Leben lang in Erinnerung bleiben.

Sonennlicht gibt Strom


Am Donnerstag, den 27.03.2025 beschäftigte sich die Klasse R9a mit Elektrizitätserzeugung durch Photovoltaik. Die Schüler wollten eigentlich ein Radio mit selbsterzeugtem Strom betreiben. Dies gelang aber nicht, weil das zur Verfügung stehende Autoradio durch einen Sicherheitscode gesperrt war.
Alternativ gelang es jedoch eine elektrische Wasserpumpe und ein 12 V Lämpchen zu betreiben. Glücklicherweise herrschte sehr gutes Wetter und die Sonne schien ohne Unterbrechung. Die gewonnene elektrische Energie wurde in einer Autobatterie gespeichert. Der Ladestrom wurde mit einem Messgerät veranschaulicht. Wurde das Solarmodul mit einer Pappe abgedeckt, fiel der Ladestrom sofort auf 0 mA. Die Schüler nannten zahlreiche Möglichkeiten, wie eine solche „Inselanlage“ in Situationen ohne Netzanschluss genutzt werden kann. Es wurde über Einheiten und Kosten der elektrischen Energie gesprochen.

Energiesparen lohnt sich

An der Kaulbach – Schule fand am Donnerstag, den 20.03.2025 ein Flohmarkt statt. Dieser ist ein Teil des Wettbewerbs zum Thema Energiesparmeister 2025, ausgeschrieben vom Bundesumweltministerium aus Berlin. Lehrer und Schüler trennten sich von unnötigem Ballast, um Platz zu gewinnen und den Wettbewerb zu unterstützen. Menschen haben unterschiedliche Bedürfnisse. Was beim einen nur sinnlos herumliegt, macht dem anderen Freude. Bücher, Kleidung, Spielzeug und vieles mehr wechselte für kleines Geld seinen Besitzer. Das ist nachhaltig und verhindert umweltschädliche Neuproduktion. Gebraucht ist in, das macht Sinn. Die Schüler hatten viel Spaß und freuten sich über die beträchtlichen Einnahmen: 333 Euro können sich sehen lassen! Dieses Geld sollte ursprünglich den drei sparsamsten Klassen zugute kommen. Kontrolliert wurden Heizung Fenster und Beleuchtung. Bei vierundzwanzig „Energiesparwütigen“ Klassen war es unmöglich einen Gewinner zu ermitteln. Deshalb wird das eingenommene Geld unter diesen 24 Klassen verlost.

Transport und Energieverbrauch

Vom westlichen Lebensstiel untrennbar ist der Transport von Personen, Tieren und Gütern über mehr oder weniger große Distanzen. Jeder Transport erzeugt Verunreinigungen der Umwelt und Energieverbrauch. Der Mensch kann jedoch entscheiden, auf welche Weise der Transport stattfindet und damit den Energieverbrauch und die Umweltbelastung vergrößern oder verringern. Was wir tun und wie wir uns fortbewegen, entscheiden wir selbst. Deshalb ist es wichtig zu verstehen, welchen Einfluss jeder von uns auf unsere Umwelt hat.
Die natürlichste Fortbewegungsart ist das Laufen. Ein Erwachsener benötigt etwa 260.000 J/km, das sind 260 kJ/km oder 65 kcal/km. Um den Energieverlust auszugleichen, muss er etwa eine halbe Scheibe Brot essen. Ein Fahrradfahrer dagegen benötigt nur etwa die halbe Energiemenge pro Kilometer (30kcal/km). Benutzt die gleiche Person das Auto, so wird etwa die zehnfache Energiemenge pro Kilometer verbraucht (2600kJ/km). Der Energieverbrauch pro Person mit vollbesetztem Bus ist etwa ähnlich. Ist der Bus nur halbvoll oder noch weniger besetzt, erhöht sich der Energieverbrauch pro Person und Kilometer erheblich.

Entsprechendes gilt für die CO2 Emissionen bei der Fortbewegung. Ein Fahrradfahrer erzeugt etwa 20 g CO2/km. Bei der Autofahrt wird etwa zehnmal so viel CO2 emittiert, also 200 g CO2/km. Der Fußgänger hat nicht nur den doppelten Energieverbrauch im Vergleich zum Fahrradfahrer, sondern er stößt auch die doppelte CO2 Menge, also etwa 40 g CO2/km aus.
In den ersten zwei Wochen unseres Experimentes haben die teilnehmenden Schüler 417 km mit dem Fahrrad zurückgelegt. Dabei haben sie 8340 g CO2 emittiert. Wären sie stattdessen mit dem Auto gekommen, hätten sie 83.400 g CO2 ausgestoßen. Eingespart wurden also etwa 75.000 g CO2, das sind 75 kg. Bei den Fußgängern ergibt sich bei einer Gesamtstrecke von 1119 km eine entsprechende CO2 Ersparnis von 179 kg. Insgesamt wurden also von den teilnehmenden Schülern 254 kg CO2 eingespart.
Resultat: Beim täglichen Schulweg können durch eine bewusste Wahl des Fortbewegungsmittels erhebliche Mengen an CO2 vermieden werden.

Energiesparen ist unbequem

Elias, Stanislav, Julian und Lennard übernehmen die Dokumentation des Energiesparverhaltens aller Klassen. Die Schüler der Klasse R9a durchlaufen zweimal pro Woche unangekündigt alle Klassenräume und notieren, wo überflüssiger Energieverbrauch stattfindet. Bereits nach drei Tagen kann man in allen Klassen eine enorme Verhaltensänderung beobachten. In jeder Klasse scheint es Schüler zu geben, die den internen Wettbewerb unbedingt gewinnen wollen. Die meisten Heizkörper sind kalt, elektrisches Licht wird nur im Notfall verwendet, die Schüler ziehen sich wärmer an und fordern sogar die Lehrer auf, auf elektrische Beleuchtung zu verzichten. Die Schüler nehmen diese unbequemen Einschränkungen offensichtlich in Kauf, weil sie ein gemeinsames Ziel erreichen wollen.

Veggie- Day

Dass Obst gesund ist, wissen die Schülerinnen und Schüler der Klasse R9a und starteten am Mittwoch, den 26.02.2025 in der ersten und zweiten langen Pause ihre nächste Aktion des Wettbewerbs „Energiesparmeister 2025“. Sie verteilten auf dem Schulhof Äpfel, Bananen, Mandarinen, Birnen und Datteln an die Schülerschaft der Kaulbach-Schule. Da der Wettbewerb in den Wintermonaten ausgeschrieben wurde, ist es leider sehr schwierig an regional erzeugtes Obst heranzukommen. Es wurde im Unterricht thematisiert, dass der Transport auf langen Wegen nicht unerhebliche Menge an CO2 freisetzt. Der Kauf des frischen Obstes war durch eine Spende des Fördervereins möglich. Ziel der Aktion ist es, den Schülern eine gesunde Alternative zur herkömmlichen Nahrung anzubieten.
Abgesehen von dieser Spezialaktion bietet die Cafeteria der Kaulbach-Schule fast täglich ein vegetarisches Mittagessen an.